La metodologia SMAV per gli edifici di interesse storico-architettonico

Il caso della biblioteca dell’Abbazia di Casamari, del Palazzo delle Laudi di Sansepolcro e del palazzo comunale di Recanati

Articolo tratto dagli atti del XVI Convegno ANDIS - www.anidis.it

In questo lavoro viene illustrata l’applicazione ad edifici storico-monumentali di una metodologia sperimentale speditiva, la metodologia SMAV, nata per la valutazione dell’operatività strutturale degli edifici strategici ai fini delle protezione civile. Dopo un breve richiamo ai concetti teorici alla base del metodo, sono descritte nell’articolo tutte le motivazioni generali che lo rendono adatto allo studio del comportamento sismico di edifici storici tutelati. Infine sono mostrate a casi di studio reali, a conferma della buona capacità della metodologia a ricostruire il comportamento di costruzioni storiche anche complesse.

In particolare vengono presentati i risultati dell’applicazione del metodo a tre edifici di interesse storico-artistico: il Palazzo Comunale di Recanati (MC), il Palazzo delle Laudi di Sansepolcro (AR) e la biblioteca del complesso dell’Abbazia di Casamari a Veroli (FR).

1 INTRODUZIONE
L'acronimo SMAV sta per “Seismic Model from Ambient Vibrations” e indica un modello matematico che, a partire dalla conoscenza dei parametri modali sperimentali di un edificio esistente, è in grado di simulare il suo comportamento sismico, almeno per terremoti che non causino significativi danni strutturali (Mori e Spina, 2015).

Per metodologia SMAV si intende invece un processo standardizzato, basato sul modello SMAV, ma articolato in diverse fasi: i) raccolta documentazione e informazioni di base, ii) misure di rumore ambientale (sull'edificio e sul terreno di fondazione), iii-a) identificazione dei parametri modali, iii-b) calcolo delle risposta sismica locale, iii-c) costruzione del modello SMAV, iv) determinazione dell'Indice di Operatività Strutturale (IOPS) e della Classe di Operatività Strutturale (COPS). La metodologia è stata sviluppata dal Dipartimento della Protezione Civile con supporto del CNR-IGAG, come strumento per l’analisi della Condizione Limite per l’Emergenza (CLE) di un insediamento urbano. In particolare, attraverso questa metodologia, si vuole valutare, in maniera speditiva, l’operatività strutturale dei tre edifici strategici (ES) fondamentali della CLE, che in caso di emergenza assolvono alle tre funzioni fondamentali di soccorso sanitario, intervento operativo e coordinamento dei soccorsi. 

Obiettivo di questo lavoro è invece mostrare la possibilità di applicare la metodologia SMAV anche nella valutazione della vulnerabilità sismica di edifici storici e monumentali. A questo scopo vengono presentati i risultati relativi a casi reali di edifici di interesse storico-artistico: la biblioteca del complesso dell’Abbazia di Casamari, il Palazzo delle Laudi di Sansepolcro e il Palazzo Comunale di Recanati. L’idea di estendere la metodologia agli edifici monumentali e storici si fonda su alcune analogie con gli edifici strategici, prima tra tutte l’interesse prioritario nei confronti della loro salvaguardia. Inoltre la valutazione della vulnerabilità sismica di questi edifici deve possedere i medesimi requisiti di speditività, affidabilità e efficacia richiesti per gli edifici strategici, al fine di permettere di acquisire in tempi relativamente brevi una conoscenza omogenea e quanto più possibile estesa e accurata del rischio sismico del patrimonio culturale.

Estendere l’applicazione della metodologia SMAV a questi edifici può contribuire a definire procedure univoche di modellazione ed analisi per la verifica dei requisiti di sicurezza dei beni storico-artistici. In particolare il metodo proposto permetterebbe di individuare, mediante l’attribuzione di classi di operatività strutturale, gli edifici, tra i numerosi complessi monumentali esistenti, che maggiormente necessitano di interventi strutturali o di indagini più specifiche. Le analisi per la valutazione della sicurezza sismica sono state condotte per i tre casi di studio assumendo i criteri di verifica dello Stato Limite di Danno (SLD) e tenendo conto delle prestazioni richieste al singolo edificio relativamente alla sua funzione. Il Palazzo Comunale di Recanati e il Palazzo delle Laudi sono ad esempio costruzioni con funzione strategica, ma la metodologia può essere applicata anche a manufatti di interesse artistico non strategici. E’ questo il caso della biblioteca del complesso monastico di Casamari, che non ha funzione strategica, ma per la quale è stato comunque possibile applicare il modello teorico SMAV, con una richiesta prestazionale ovviamente più contenuta.
In accordo alla metodologia SMAV si è stimata la capacità dell’edificio a conservare la propria operatività strutturale per effetto di un determinato evento sismico esprimendola attraverso l’Indice di Operatività strutturale dell’edificio e, nel caso degli ES, la Classe di Operatività Strutturale (A, B o C).
Le diverse fasi previste dalla metodologia sono presentate interamente per il caso del Palazzo Comunale di Recanati, particolarmente interessante per la sua complessità strutturale. Per ragioni di spazio, nel caso degli altri due manufatti, sono invece riportati solamente gli aspetti principali e i risultati finali della valutazione sismica, ottenuti comunque secondo le stesse modalità.

2 SMAV PER GLI EDIFICI STORICI MONUMENTALI
In questa sezione si descrivono in maggior dettaglio le fasi in cui si articola la metodologia SMAV, focalizzando particolarmente l’attenzione sugli aspetti e i problemi specifici che si incontrano nel caso degli edifici storico monumentali. Questi sono dovuti soprattutto alla particolare complessità degli elementi strutturali, alla difficoltà nella determinazione delle caratteristiche meccaniche dei materiali e all’eventuale interazione con strutture adiacenti.